Betonul este materialul de constructii preferat pentru nenumarate structuri precum poduri, cladiri, turnuri sau barajele, dar, din cauza emisiilor de dioxid de carbon, are o amprenta imensa asupra mediului. Cercetatorii cauta de mai multa vreme solutii pentru aceasta problema, experimentand modul in care radacinoasele pot face betonul mai durabil si mai ecologic.

Fabricarea betonului – o sursa mare de poluare

Dupa apa, betonul este cel mai utilizat material. Din pacate, fabricarea cimentului (componenta cheie a betonului) este responsabila de cca 8% din emisiile globale de CO2. Procesul de fabricare a cimentului implica arderea in cuptoare incalzite la cca 1.400 grade Celsius a mai multor minerale, scoici, sist si alte materiale, iar acest lucru se face folosind combustibili fosili care creeaza emisii de CO2. Prin urmare, fabricarea betonului este o sursa majora de poluare.

Leguminoasele – o solutie pentru a obtine beton mai dur si mai ecologic

Recent, inginerii au gasit mai multe solutii pentru a reduce amprenta de carbon inregistrata in urma producerii betonului. Unele dintre acestea s-au concentrat pe utilizarea diferitelor metode pentru a face cimentul mai durabil prin adaugarea de grafen (un fel de grafiti). Altele, s-au orientat catre gasirea unei modalitati de a consolida betonul si, totodata, de a-l face mai ecologic, adaugand extracte din legume radacinoase precum morcovul sau sfecla de zahar.

Beton cu extract de fibre vegetale

Solutia gasita de ingineri si cercetatori a constat in adugarea la compozitia betonului de nano trombocite extrase din fibre de sfecla de zahar si morcovi. Acestea au rolul de a creste cantitatea de silicat de calciu hidrat, substanta responsabila de rezistenta betonului.

In plus, adaugarea de nano trombocite scade cu pana la 40 de kilograme necesarul de ciment per metru cub. De asemenea, nano trombocitele ajuta la prevenirea coroziunii, iar cercetatorii cred ca acesta va depasi in eficienta alti aditivi din ciment, inclusiv grafenul.

Solutii pentru hidratarea cimentului

Cand este amestecat cu apa, cimentul formeaza o pasta care leaga componentele betonului, adica nisipul si pietrisul. Totodata, intareste betonul si ii confera rezistenta si structura. O strategie de reducere a impactului asupra mediului este folosirea unei cantitati mai mici de ciment.

Pentru a adera la nisip si pietris, cimentul trebuie sa fie combinat cu apa. Totusi, in timpul acestui proces, nu se hidrateaza toate particulele de ciment, ceea ce este o risipa. Cercetatorii s-au gandit ca daca vor reusi sa amplifice procesul de hidratare va creste considerabil puterea cimentului si se va putea folosi mai putin.

Pentru a reusi acest lucru, au apelat la deseurile din morcovii procesati pentru mancarea pentru copii si la resturile ramase in urma procesarii sfeclei de zahar. Le-au adaugat in ciment pentru a-l intari si, in urma simularilor pe computer, au vazut ca acestea interactioneaza cu cimentul hidratand mult mai bine particulele si conferindu-i proprietati mecanice superioare. Ulterior, ei au efectuat experimente in laborator care le-au validat simularile.

Cimentul din radacinoase – o solutie inovatoare pentru a reduce consumul de energie

Profesorul Mohamed Saafi care este si cercetator principal la Departamentul de Inignerie al Universitatii Lancaster, spune despre nanocompozite din leguminoase ca au proprietati mecanice si de microstructura considerabile. Acestea reduc semnificativ atat emisiile de dioxid de carbon asociate productiei de ciment, cat si consumul de energie.

Pe viitor se cauta modalitati de adaugare a unei foi subtiri de nano trombocite vegetale la structurile deja existente din beton pentru a le consolida rezistenta si eficienta energetica. Totodata, se dezvolta noi materiale, inclusiv vopsele, care au la baza compozitele vegetale pentru a creste durabilitatea si rezistenta.

Se pune firesc intrebarea: ce alte materiale ar putea beneficia de adaosul de nano trombocite din leguminoase? Oare se vor putea folosi si la usi exterioare lemn stratificat pentru a le creste durabilitatea si eficienta? Probabil ca in viitorul apropiat vom afla.